阿尔茨海默症日 | fNIRS在AD诊断的应用潜力与探索

学术   2024-09-21 11:20   湖北  














小磁说|TIPS

随着人口老龄化进程的加快,以阿尔茨海默病为主的老年痴呆类疾病患病人数持续增加,严重威胁老年人的健康和生命质量,给家庭和社会带来沉重负担。为了唤起公众对于阿尔茨海默病的高度重视,每年的9月21日被设立为“世界阿尔茨海默症日”


在这个特殊的日子里,小磁专门为大家整理了一篇fNIRS在AD诊断方面的应用文献。


该文献从静息状态、单词检索、记忆任务、运动功能、视觉空间处理等方面,阐明了fNIRS能够准确检测出AD不同阶段的脑氧合差异,为AD早防早治打开新思路。






研究背景


痴呆是一种临床综合征,阿尔茨海默症(AD)是其最常见的痴呆症形式。


目前用于早期检测认知衰退的方法存在不足:测试特异性和敏感性差异大、过于简化;MRI和PET等一系列成像技术也有侵入性、费用昂贵、使用地点受限等问题,近红外光谱(fNIRS)作为一种非侵入性神经成像技术,有潜力成为痴呆诊断和预后管理的标准



研究目的


评估fNIRS在痴呆中的研究,确定其作为诊断和研究工具的临床价值,并为fNIRS在痴呆中的应用指明未来方向


认知衰退的不同阶段

(图源自网络,如有侵权请联系删除)



研究方法


1.文献检索根据系统评价和荟萃分析优先报告条目流程图(PRISMA),于2023年2月1日在MEDLINE(1946-2021)、Embase(1947-2021)和 PsychINFO(1806-2021)中使用特定检索词进行系统检索。


PRISMA流程


2.文献筛选使用系统综述管理软件Covidence对文献检索结果进行存储和去重,筛选摘要和标题,排除会议摘要、动物研究、综述、研究方案和非英语研究等,通过交叉引用纳入更多相关研究。


fNIRS用于痴呆的研究数量的累计直方图


3.质量评估使用纽斯卡尔-渥太华量表(Newcastle Ottawa scale)对病例对照研究进行质量评估;牛津评分系统(JADAD scale)对随机对照试验进行质量评估;美国国家心肺血液研究所质量评估工具(National Heart,Lung,and Blood Institute)对观察性队列研究进行质量评估。


纽斯卡尔-渥太华量表对纳入研究质量的评估情况


4.数据提取提取已纳入研究的标题、第一作者姓名、发表年份、发表期刊、实验范式、队列特征、样本大小、结果总结、fNIRS参数和fNIRS设备等信息,并使用Excel进行存储。


已纳入的部分研究


5.数据分析将研究结果按照认知领域和临床人群进行分类,计算报告痴呆或前驱阶段与对照组之间存在显著差异的研究比例,通过批判性分析确定 fNIRS 数据的临床价值。



研究结果

1.静息状态在前驱阶段,对组织氧合指数(TOI)的研究发现遗忘型轻度认知障碍(aMCI)和认知受损个体的TOI降低,且与认知评分相关;通过坐立动作或CO₂测量脑血管反应性的研究结果不一;针灸和加兰他敏治疗可增加MCI患者的HbO;少数研究探索了神经血管耦合,发现AD和aMCI中存在异常。


2.单词检索:临床组通常表现比对照组差,表现为血流动力学反应减弱、激活不足和偏侧化丧失,但VFT(语义流畅性任务)在区分MCI和AD方面的诊断潜力不足;不同的大脑皮层激活模式可能有助于区分不同阶段。


3.记忆任务有研究发现MCI中存在低激活和高激活,N-back任务对工作记忆的评估较好,且血流动力学反应与行为或临床评分有正相关,对治疗反应敏感。


4.运动功能使用的任务较简单,发现痴呆严重程度、脑氧合和运动性能之间存在非线性关系。


5.视觉空间处理使用的任务缺乏标准化,结果各异,可能需要更具挑战性的任务来揭示差异。


6.其他功能使用感官刺激和oddball任务的研究较少,结果不一致。



结论


总体而言,已有大量文献研究表明近红外线光谱(fNIRS)能够准确检测出痴呆或者其前驱阶段与正常对照组之间脑氧合的显著差异这无疑为我们展示了fNIRS在痴呆诊断及相关研究领域中具有巨大的应用潜力,可作为传统方法的有效替代手段。


小磁将持续关注fNIRS在AD防治方面的科研究应用进展,也欢迎广大科研同仁们积极投身于fNIRS领域的深度探究之中,通过前沿科技为患者的治疗困境寻找新的路径!




☞ 参考文献:

[1] Butters E, Srinivasan S, O'Brien JT, Su L, Bale G. A promising tool to explore functional impairment in neurodegeneration: A systematic review of near-infrared spectroscopy in dementia. Ageing Res Rev. 2023 Sep;90:101992.



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